一文读懂“连栋温室草莓吊架栽培系统”怎么操作
周博士考察拾零（一百零二）
连栋温室草莓吊架栽培系统
架空栽培床是一种将种植作物的栽培槽架离地面的栽培模式。与地面土壤栽培相比，架空栽培一是大多采用基质栽培，可避免土壤栽培中的土传病害；二是可以避免草莓果实与土壤接触，保证果实清洁，也能避免果实与土壤接触部位温度低且照不到光而着色不良；三是种植管理和采收作业人员不需要弯腰作业，减轻了操作者的劳动强度。因此，架空栽培的模式在草莓种植中得到大量应用，尤其在连栋温室中几乎都采取架空栽培的模式。
架空栽培床的方法有两种：一种是在地面上通过立柱将栽培槽架离地面（称为“支架栽培床”）；另一种是采用钢索将栽培槽吊挂在温室结构上使其脱离地面（称为“吊架栽培床”）。支架栽培床需要在地面上竖立支柱来支撑栽培槽，一是为避免长距离栽培槽发生变形造成排水不畅，施工中对地面的平整度和压实均匀度要求较高（为此在支柱的顶部大都设置可调节支撑高度的螺杆）；二是地面上竖立大量的支柱后温室地面将不能进行其他用途开发。吊架栽培床正好克服了支架栽培床的上述缺点，虽然吊架栽培床给温室结构增加了额外的作物吊挂荷载，但这种荷载与风荷载组合是有利荷载，一般温室设计中都会考虑作物荷载。对草莓栽培而言，由于其植株低矮，与栽培高秧作物相比，对温室栽培空间的要求不高，因此吊架栽培床在连栋温室草莓种植中几乎成为了主流。
传统的栽培槽，由于受加工、镀锌和运输等条件的限制，工厂生产的每根栽培槽的长度大都不超过 6 m，现场安装时需要将若干短栽培槽对接或搭接连接才能形成一条整体的栽培槽。不论是对接还是搭接，连接接口的密封始终是施工中的一道难题。因此，在生产中这种栽培床总是免不了出现积水和漏水的问题，给草莓种植的精确灌溉控制和温室地面排水带来很多困难。
为了解决短栽培槽连接漏水的问题，国外的企业研究开发了一种用镀锌涂层卷板在温室施工现场加工，按照温室内种植槽的长度一次成型的加工工艺，彻底解决了这一难题，而且针对不同的种植作物开发出了系列化的栽培槽规格和种类。2012 年世界草莓大会在中国北京举办，这次大会上，首次在国内展示了这种一次成型栽培槽吊挂栽培草莓的种植模式，引起了国内学者和企业界的重视，在其后的连栋温室草莓栽培中，国内温室生产者也陆续有引进这种种植模式的，但始终没有国内企业能生产这种栽培槽。
北京泓稷科技有限公司（二维码 1）总经理吴松先生看到这一商机，致力于这一产品的开发。在短短的一年多时间里，通过出国考察、客户调研，从图纸设计到样机试制，最后到产品定型，已经成功将这一产品推向了市场。笔者也早就在各种媒体报道中了解到了这一情况，多次和吴松先生接洽，希望能到现场详细了解和学习这种产品的技术特点和具体加工与安装情况。
吊架系统的组成
草莓吊架系统主要由栽培槽及其配套构件固定夹、吊钩、吊索和紧固件组成。其中栽培槽是吊架系统的核心部件，其功能一是承载栽培基质和草莓作物以及灌溉、加温毛管的支架；二是收集草莓生产灌溉水和灌溉营养液回液的容器和流道。因此，对栽培槽的要求，一是要有足够的容量，能够盛装草莓全周期栽培必需的栽培基质；二是要有足够的强度，在栽培基质正常灌溉湿润条件下，按照一定间隔吊挂时不能出现影响排水的结构变形；三是要有良好的密封性能，在生产中不能出现漏水现象；四是要有足够的防腐蚀能力，在温室高温高湿的空气环境以及草莓栽培营养液高盐碱基质环境中能够保证与温室主体结构同步的设计使用寿命（一般设计使用寿命不低于 10 年）。
北京泓稷科技有限公司开发生产的一体式栽培槽采用总宽 600 mm 的钢带辊压成“几”字形截面，形成底宽 206 mm、深 129 mm 的栽培槽（图 1）。为保证栽培槽的强度，一是采用了在“几”字截面侧边上压槽的方式，提高构件的截面模量（图 1a）；二是采用了 0.7 mm 厚钢板，较国外进口同类构件的钢板厚度增加了 0.1 mm，承载能力可达到 40 kg/m。
b. 实物
图 1 栽培槽
为了保证栽培槽的抗腐蚀性能，钢带采用了表面镀层厚度 120 g/m2 的热浸镀锌板，并在镀锌表面进行了二次喷涂，喷涂材料为氟碳化合物，外表面喷涂厚度 20~23 μm，内表面喷涂厚度为12 μm，有效保证了材料的表面防腐。
为了实现栽培槽的一次成型，在一条栽培床上不出现接缝，从而彻底杜绝漏水，北京泓稷科技有限公司专门投入精力学习研究，自主开发了一套辊压设备（图 2）。该设备是在底盘上安装了一套传统的“几”字截面冷弯成型板材辊压机组，机组主要设备包括原料卷筒支撑架、卷材整理辊以及辊压成型滚轮组和成品板材截断切割刀等，底盘上安装了 4 根支撑柱，可在现场将整个机组支撑在地面上。
c. 辊压滚轮组
d. 转向底盘
图 2 栽培槽辊压机
辊压栽培槽时，用叉车将加工卷板从原料堆放场搬运到辊压机组，在人工协助下安装到卷筒支撑架上，人工固定卷筒后即可开机生产（扫描二维码 2 可观看栽培槽生产过程的视频）。
为了实现设备的现场移动作业，设备底盘下安装了运动车轮，可在人工操作下实现作业区内设备的转移（扫描二维码 3可观看设备转移的视频），这是实现栽培槽从工厂构件加工到现场一体成型最主要的改变。实现设备移动的手段是采用了车轮，整套设备承载在车轮上，随着车轮的滚动可将设备搬运到作业区的任何位置，正常行驶可通过操控车轮的转向机构进行转向，对于狭窄空间转弯半径不足时，机组可通过安装在设备底盘下的转向底盘调整机组的运行方向。转向底盘采用液压控制，输出动力可将整个机组顶起并在人工控制下360°转向，转向到位后再将整个机组落位，将全部重量承压到车轮上，收起转向底盘，驱动车轮即可实现整个机组的前进和后退。
整套机组的运行控制可采用屏幕人机对话控制，也可以采用遥控器按钮控制，操作灵活，使用方便。应该说这台设备填补了我国国内空白，满足了当下国内连栋温室高架栽培果菜大面积发展的需求。
辊压栽培槽时，将辊压机组停置在温室靠山墙一侧开间，并沿着栽培槽辊压出的方向（温室开间方向）间隔一定距离（10 m 以内）设置滚轮支架，每个滚轮支架处安排一名操作工人，其主要职责：一是保证辊压出的栽培槽在向前移动过程中不发生变形；二是一条完整栽培槽辊压成型后，全体操作工人一起将整根的栽培槽抬放到靠近天沟下立柱的一侧，以便后续的安装（图 3，扫描二维码 4 可观看现场加工视频）。目前看，这一过程耗费人力较多，工人的劳动强度也较大，如何实现更多环节的机械化尚需进一步研究。
b. 全程滚轮支架布置
a. 固定夹
b. 吊钩
图 4 草莓吊架系统主要构件
吊架系统安装
吊索的上端固定在温室桁架结构的下弦杆上（图 5a），吊索在桁架下弦杆上的间距即是栽培槽的间距，按照种植农艺要求确定。本项目的温室跨度为 8 m，种植草莓栽培槽的间距为 0.8 m，所以，吊索在温室桁架下弦杆上的布置间距亦为 0.8 m。温室每根桁架的下弦杆布置吊索，温室开间为 4.0 m，相当于栽培槽长度方向每隔 4.0 m 安装一根吊索。
吊索的端部为螺杆，螺杆上安装垫片和螺母，吊架的吊钩直接钩挂在垫片和螺母上（图 5b），通过调节螺母的位置可在螺杆的长度范围内调节栽培槽的吊挂高度，即间接地调节了栽培槽的纵向排水坡度。一般要求栽培槽的排水坡度控制在2‰，可从一端向另一端找坡，也可从中间向两端找坡，视排水系统的设计而定。
栽培槽固定夹由 2 根带套管的螺杆连接 2 根中部带凹槽的尼龙夹板组成。尼龙夹板夹在栽培槽的两侧，凹槽正好卡在栽培槽的外卷边上沿上，两根带套管的螺杆分别安装在尼龙夹板的两端，螺杆穿过尼龙夹板端部螺孔后安装垫片和螺母，拧紧全部螺母后即形成对栽培槽的牢固固定。螺杆上的套管长度限制了两侧尼龙夹板的间距，避免了在拧紧螺母时挤压栽培槽变形。尼龙夹板的两端分别预留了一个凹槽，凹槽两个侧壁间安装一根钉销。栽培槽用固定夹固定后，吊钩的下端直接钩挂在该钉销上（图 5c）即完成对栽培槽的吊挂安装。
c. 栽培架吊钩与栽培槽固定卡相连
栽培槽主体构件安装完成后，最后的安装工序是封堵栽培槽端头（图 6）。栽培槽的堵头分为两种：一种是不排水的堵头，位于整个栽培槽的标高最高的一端，该堵头要求完全封堵（图 6b），并做好堵头的密封处理；另一种是与排水管相配套的专用排水堵头，安装在整个栽培槽标高最低的一端，亦即栽培槽的排水侧一端，在没有安装排水管之前，该端头暂不做处理（图 6c），待安装排水管时与排水堵头一并安装。
a. 处理前的端部
b. 高位段封堵
图 6 栽培槽端部的处理
顺序安装温室每跨的所有栽培槽，即完成整栋温室栽培吊架主体结构的安装任务（图 7）。在完成吊架主体结构安装后，还要在栽培槽内铺设排水支架和基质过滤网，同时安装栽培床加温毛管，最后在栽培槽内填装栽培基质，并在基质表面铺设滴灌带，这些将在后续加温和灌溉系统安装中做详细介绍。
a. 整体
b. 上部吊挂
c. 下部承托
本项目中的排水支架为一种专用的塑料构件，上表面开孔漏缝，支撑栽培基质并保证基质灌溉营养渗出液顺畅下流，下表面设计支撑，将排水支架上表面支离栽培槽底面，在基质与栽培槽间形成集水和排水流道，保证基质灌溉回液的顺畅回流。
本项目采用的基质过滤网为温室外遮阳用黑色圆丝遮阳网，材料强度高、价格便宜、来源广泛、裁剪方便、能阻挡基质中大颗粒通过，是一种既经济实用、物美价廉，又能满足使用功能的滤网材料。
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